基于最小错误判决准则的LDPC码码长及码字起点识别

现有LDPC码开集识别算法以码长及码字起点为已知条件进行识别,这导致算法的实际应用受限,为了克服这一缺点,提出了一种基于最小错误判决准则的码长及码字起点识别算法.首先,根据码长及码字起点估计值对接收序列进行截取构造码字分析矩阵;然后,对分析矩阵进行高斯列消元并获取疑似校验向量,进一步基于最小错误判决准则筛选出LDPC码校验向量;最后,寻找在不同码长及码字起点遍历值处校验向量个数的最大值,实现码长及码字起点的识别.仿真实验结果表明,在误码率为10-3量级时,针对IEEE802.16 E协议下的LDPC码,算法的识别率达到100％.     

高误码率下基于随机抽取的LDPC码校验矩阵重建

为改善高误码率下LDPC码稀疏校验矩阵重建算法的性能，提出了接收码字个数充足和不充足条件下容错能力较强的校验矩阵开集识别算法。首先，通过多次随机抽取码字的部分比特构建新的码字空间，在较低维度下利用高斯消元法求解对偶向量并还原出校验向量；其次，利用该校验向量，采用“剔除错误码字”或“翻转最低不可靠位”的方法不断提高接收数据内无误码码组的比例进行迭代处理。仿真结果表明，所提算法在不同误码率、不同码长、不同码率、不同码字个数下均优于对比算法。对于IEEE 802.11n协议下的(648,324)LDPC码，当接收码字个数充足时，所提算法在误码率为0.003的条件下，其校验矩阵重建率能达到95%以上；当接收码字个数不足（码字个数为450）时，所提算法在误码率为0.001 5的条件下，其校验矩阵重建率能达到90%以上。     

基于迭代列消元法的线性分组码参数盲识别

针对线性分组码参数盲识别容错性能差的问题,提出基于迭代列消元法的线性分组码参数盲识别方法.首先对截获矩阵应用迭代列消元法,将其相关列对应各个窗内的转移矩阵中的列向量作为候选校验向量,再根据截获矩阵对偶码空间归一化维数来识别码字长度和同步时刻,最后将对偶码字进行初等行变换识别校验矩阵.仿真结果证明,与以往盲识别方法相比,所提方法容错性能好,适用于各种码率的线性分组码的码字长度、同步时刻和生成多项式识别.     

误码条件下LDPC码校验矩阵的盲识别算法

针对误码条件下LDPC码校验矩阵难以逆向构造的问题,提出了一种LDPC码校验矩阵的盲识别算法。首先,构造含错矩阵,对其进行列消元,得到其对偶向量;然后,筛选出对偶向量中的有效LDPC码校验向量,剔除被截获数据中的含错码组;对上述步骤进行迭代,提高无误码码组的比例。将原误码条件下的棘手问题,退化为无误码条件下相对容易的线性约束关系的重建问题。仿真结果表明,在误码率不高于10~(-4)的非合作条件下,接收方可以重建发送方使用的LDPC码校验矩阵。     

一种高性能全分集LDPC码的构造方法

块衰落信道上全分集LDPC的构造与性能分析成为近期研究的热点。ML译码算法下全分集LDPC码可以通过设计列满秩的校验子矩阵来实现。然而,基于ML准则的全分集码字,采用迭代译码算法时,不能保证全分集。因此,该文通过设计特定结构的校验矩阵,实现了在迭代译码算法下能取得全分集的LDPC码,分析了其密度演化过程。 在此基础上,进一步研究了全分集LDPC码字结构与性能的关系,提出了提高全分集LDPC码编码增益的方法。仿真结果表明,该文构造的LDPC码不仅能够取得全分集,并且具有较高的编码增益。     

一种性能优于Turbo码的LDPC规则码

介绍一种LDPC规则码,其性能优于Turbo码且更接近实用香农极限(1.2dB)。对于LDPC码来讲,稀疏校验矩阵的构造是关键的一步,它影响着码字的性能,这里采用对角线法构造近似下三角形的稀疏校验矩阵,根据此法构造出(n,3,6)的矩阵,满足每行非零元素的个数及分布随机性。译码采用置信传播算法,对此提出矢量化的方法,从而缩减迭代译码时间。     

误码及随机交织条件下信道编码类型识别

信道编码分析是对编码参数逆向分析,在智能通信和信息截获领域具有重要作用。针对误码条件下采用随机交织的码字难以识别分析的问题,本文提出了一种基于搜索小重量向量的交织及编码类型识别算法。首先,随机选取部分码字并变换至对偶矩阵,再利用小重量向量搜索算法进行搜索,筛选剔除后得到部分有效校验向量;然后,根据LDPC译码原理,对码字进行类似译码并与前面步骤进行迭代,得到绝大部分校验向量;最后,统计校验向量的平均跨度以及离散度,判断交织存在性以及编码类型。本文算法克服了现有方法无法适用于随机交织码字的局限性。仿真实验以1/2码率卷积码和(15,11)汉明码为主,在误比特率为0.006时,本文算法对随机交织码字仍能够有效识别。      

一种线性分组码参数的全盲识别算法

提出了一种基于迭代列消元法的线性分组码参数全盲识别算法.该方法首先对截获二进制码流构造截获矩阵,然后对截获矩阵进行迭代列消元法,利用相关列的归一化数目最大值来识别码字长度和同步时刻.同时,对截获矩阵进行迭代列消元法后的矩阵,选取其中一个小矩阵窗内相关列都是全零列,将其对应的转移矩阵中的列向量横向放入校验矩阵,完成校验矩阵的识别.此外,根据相关列和独立列中的码元0的比例减去1的比例的统计特性差异,提出了判别相关列和独立列的门限.仿真结果证明,在误码率为0.01时,该文算法仍能取得很好的效果.     

基于稀疏校验的DVB-S2标准LDPC码快速识别

针对DVB-S2（Digital Video Broadcasting-Satellite 2）标准低密度奇偶校验（LDPC）码的识别问题,提出了基于稀疏校验的快速识别方法。基于LDPC码编码矩阵的稀疏性,只有少量校验位和信息位有校验关系,因此只需要对少量的信息位进行校验即可。遍历不同的生成矩阵,并对多个码字的校验结果进行累积,通过对其校验累积量的分布特点实现不同码率LDPC码的识别。由于只采用了很少的信息位进行校验,因此算法计算量小,同时可以有效减少误码带来的影响。仿真结果表明所提算法有效且可以适应15%以上的误码,完全可以满足实际系统对LDPC码的检测需求。     

高误码率下LDPC稀疏校验矩阵重建

针对LDPC重建问题,提出了一种可直接重建LDPC稀疏校验矩阵的算法。首先,根据传统重建算法原理,详细分析了传统重建算法存在的缺陷以及缺陷存在的原因;其次,基于LDPC稀疏矩阵的特性,通过多次随机抽取码字中部分比特序列进行高斯消元,同时为了可靠实现抽取的比特序列能包含校验节点,基于一次抽取包含校验节点的概率,确定多次随机抽取的次数;最后,在误码条件下,基于疑似校验向量关系成立的统计特性和最小错误判决准则,实现稀疏校验向量的判定。仿真结果表明,所提算法在误码率为0.001的条件下,针对目前IEEE 802.11协议中大部分LDPC的重建率能达到95%以上,且噪声稳健性优于传统的重建算法,同时所提重建算法不仅不再需要对校验矩阵稀疏化处理,而且对于双对角线与非双对角线形式的校验矩阵都具有较好的通用性。     

LDPC码稀疏奇偶校验矩阵与硬判决解码算法建模

提出了一种以奇偶校验和作为消息传递的LDPC码硬判决解码方案。该方案以奇偶校验方程是否满足约束为条件,从而决定接收分组中的错误位,并对错误位进行翻转。文中归纳了稀疏奇偶校验矩阵的描述,在此基础上引入校验树结构对解码方案进行可行性分析和描述。最后提出一种具体可实现的解码算法模型。     

比特级码率兼容多元LDPC码打孔算法

多元低密度奇偶校验(Non-binary Low-density Parity-check,NB-LDPC)码在中短码情况下性能优于传统二元LDPC码,更接近香农限。针对多元LDPC码码率兼容(Rate-compatible)的问题,提出了一种基于比特级的新型多元打孔算法。首先采用二进制镜像矩阵概念对多元校验矩阵进行映射处理,再根据变量节点的度分布选择合适的打孔节点,从而实现比特级多元LDPC码码率兼容的打孔方案。仿真结果证明与基于符号级的多元打孔算法相比,所提方案的误码率性能在各个码率分别有0.2~0.4 d B的增益。     

Systematic recursive construction of LDPC codes

This letter presents a systematic and recursive method to construct good low-density parity-check (LDPC) codes, especially those with high rate. The proposed method uses a parity check matrix of a quasi-cyclic LDPC code with given row and column weights as a core upon which the larger code is recursively constructed with extensive use of pseudorandom permutation matrices. This construction preserves the minimum distance and girth properties of the core matrix and can generate either regular, or irregular LDPC codes. The method provides a unique representation of the code in compact notation.     

非规则LDPC码的不等错误保护性能研究

提出了一种具有不等错误保护性能的非规则低密度校验(LDPC,low-density parity-check)码信道编码方案, 构造了重量递增校验(weight-increasing parity-check)矩阵,系统编码时,重要信息比特映射到LDPC码的“精华”比特上。AWGN和Rayliegh衰落信道的仿真结果表明,与随机构造的非规则LDPC码相比,WICP-LDPC码具有好的UEP性能。     

Quasi-cyclic LDPC codes using overlapping matrices and their layered decoders

Quasi-cyclic (QC) low-density parity-check (LDPC) codes have the parity-check matrices consisting of circulant matrices. Since QC LDPC codes whose parity-check matrices consist of only circulant permutation matrices are difficult to support layered decoding and, at the same time, have a good degree distribution with respect to error correcting performance, adopting multi-weight circulant matrices to parity-check matrices is useful but it has not been much researched. In this paper, we propose a new code structure for QC LDPC codes with multi-weight circulant matrices by introducing overlapping matrices. This structure enables a system to operate on dual mode in an efficient manner, that is, a standard QC LDPC code is used when the channel is relatively good and an enhanced QC LDPC code adopting an overlapping matrix is used otherwise. We also propose a new dual mode parallel decoder which supports the layered decoding both for the standard QC LDPC codes and the enhanced QC LDPC codes. Simulation results show that QC LDPC codes with the proposed structure have considerably improved error correcting performance and decoding throughput.     

High Rate APPS and Bi-APPS LDPC Codes Design with Low Error Floor and Large Girth

In this paper, two new methods to construct low-density parity-check (LDPC) codes with low error floor and large girth are proposed. The first one is APPS-LDPC codes based on Arithmetic Progression theory and cycle classification, whose girth is at least eight. Based on the designed APPS-LDPC codes, we further construct Bi-diagonal APPS-LDPC codes with column degree 4, whose circulant permutation matrix is combined by two shifted identity matrix. The designed APPS-LDPC code has 0.25 and 0.2 dB coding gain compared to partition-and-shift (PS)-LDPC code and progressive-edge-growth (PEG)-LDPC code. And the Bi-APPS-LDPC code has similar performance to T2 LDPC code in CCSDS standard, but its effective structure is more suitable for high throughput decoder implementation on FPGA. Both codes have less construction complexity than PS-LDPC code and PEG-LDPC code.     

一种高码率低复杂度准循环LDPC码设计研究

该文设计了一种特殊的高码率准循环低密度校验(QC-LDPC)码,其校验矩阵以单位矩阵的循环移位阵为基本单元,与随机构造的LDPC码相比可节省大量存储单元。利用该码校验矩阵的近似下三角特性,一种高效的递推编码方法被提出,它使得该码编码复杂度与码长成线性关系。另外,该文提出一种分析QC-LDPC码二分图中短长度环分布情况的方法,并且给出了相应的不含长为4环QC-LDPC码的构造方法。计算机仿真结果表明,新码不但编码简单,而且具有高纠错能力、低误码平层。     

Quasi-cyclic LDPC codes for fast encoding

In this correspondence we present a special class of quasi-cyclic low-density parity-check (QC-LDPC) codes, called block-type LDPC (B-LDPC) codes, which have an efficient encoding algorithm due to the simple structure of their parity-check matrices. Since the parity-check matrix of a QC-LDPC code consists of circulant permutation matrices or the zero matrix, the required memory for storing it can be significantly reduced, as compared with randomly constructed LDPC codes. We show that the girth of a QC-LDPC code is upper-bounded by a certain number which is determined by the positions of circulant permutation matrices. The B-LDPC codes are constructed as irregular QC-LDPC codes with parity-check matrices of an almost lower triangular form so that they have an efficient encoding algorithm, good noise threshold, and low error floor. Their encoding complexity is linearly scaled regardless of the size of circulant permutation matrices.